[实用新型]一种柔性交直流输电用快速真空旁路开关

说明书

本实用新型公开了一种柔性交直流输电用快速真空旁路开关，主要包括绝缘壳体、静端安装板、静端铜排、真空灭弧室、导向板、动端铜排、绝缘子、永磁机构、绝缘支柱、绝缘上盖、出线防水接头等部件构成，所述的静端安装板、真空灭弧室、导向板、绝缘拉杆、永磁机构、绝缘支柱均安装在绝缘壳体内，绝缘上盖与绝缘壳体紧密扣合。本实用新型所提出的快速真空旁路开关具有合闸时间短、合闸无弹跳、通流能力强和结构简单、可靠性高等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种柔性交直流输电用快速真空旁路开关，属于快速机械开关领域。

背景技术

近年来，模块化多电平换流器MMC被应用于柔性交直流输电系统。模块化多电平换流器MMC的每个桥臂通常由几百个子模块SM串联构成，每个MMC子模块SM由直流电容，大功率电力电子器件IGBT、续流二极管构成的H半桥结构或H全桥结构。MMC子模块SM在运行过程中可能出现以下几个故障类型：

(1)电力电子器件故障：MMC的每个子模块包含多个大功率电力电子器件IGBT和续流二极管，由于IGBT和续流二极管的过载能力有限，当系统出现过电流、过电压或过高的di/dt和dv/dt时，很容易造成IGBT和续流二极管损坏，从而导致子模块不能正常工作。

(2)电容器故障：过流或过电压导致电容器损坏。

(3)控制系统故障：在长期运行过程中，MMC子模块的控制系统可能由于电磁干扰或过电压等原因导致子模块无法工作在正常状态。

由于模块化多电平MMC换流器采用串联结构，当某一个子模块出现故障时，可能会导致故障进一步扩大，使得系统跳闸停机。因此，必须在子模块中并联旁路机械开关装置，在几个毫秒内将故障子模块迅速切除，确保系统正常运行。快速可靠的旁路真空开关装置对于柔性交直流输电系统稳定运行显得尤为重要。

由于快速真空旁路开关在交直流输电系统中应用时间不长，目前的真空旁路开关主要存在以下问题：①开关合闸时间通常较长，合闸时间≥5ms；②在快速合闸操作时开关出现弹跳现象，在大电流接通时可能会导致真空灭弧室触头和被保护的电力电子器件损坏；③开关体积大和安装完成后不方便调试；④为了实现弹跳小，真空旁路开关开距通常小于1mm，在工程长期运行过程中容易出现开关绝缘击穿和长期带弧开关损坏；⑤额定工作电流较小。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，设计出一种合闸时间短、合闸无弹跳、通流能力强、结构简单、可靠性高和安装调试方便的柔性交直流用真空旁路开关。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种柔性交直流输电用快速真空旁路开关，包括绝缘壳体、静端安装板、静端铜排、真空灭弧室、导向板、固定块、动端铜排、绝缘子、永磁机构、绝缘支柱、绝缘上盖、出线防水接头；

静端安装板、真空灭弧室、导向板、绝缘子、永磁机构、绝缘支柱安装在绝缘壳体内；静端安装板通过螺栓固定于绝缘壳体的前端壁上，静端安装板、静端铜排、真空灭弧室的静端通过螺栓紧固连接，真空灭弧室的导向套穿过导向板的中间圆孔，静端安装板与导向板之间安设有四根绝缘支柱，绝缘支柱两端通过螺栓分别与静端安装板、导向板进行紧固连接，真空灭弧室的动导电杆和动端铜排下端贴合，绝缘子一端螺杆穿过动端铜排拧入真空灭弧室的动导电杆内，并用安装在绝缘子螺杆上的紧固件将动端铜排和真空管灭弧室的动导电杆压紧，动端铜排中部通过固定块和螺栓紧固在导向板的上端，永磁机构的驱动杆拧入绝缘子的另一端螺纹孔，并用装在永磁机构驱动杆上的紧固件进行锁紧，永磁机构端盖通过压板和螺栓紧固在绝缘壳体凹腔后部两侧的嵌件上；

绝缘壳体顶部设有绝缘上盖；静端铜排和动端铜排的上端均穿过绝缘上盖中部的两个长方形开口，绝缘上盖的两个长方形开口分别与静端铜排、动端铜排之间的间隙用密封圈进行密封；出线防水接头固定在绝缘上盖的圆形开孔上。